JPH11308699A - 空間音響再生装置、その両耳間差維持方法及び両耳間差補正方法 - Google Patents
空間音響再生装置、その両耳間差維持方法及び両耳間差補正方法Info
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- JPH11308699A JPH11308699A JP10111013A JP11101398A JPH11308699A JP H11308699 A JPH11308699 A JP H11308699A JP 10111013 A JP10111013 A JP 10111013A JP 11101398 A JP11101398 A JP 11101398A JP H11308699 A JPH11308699 A JP H11308699A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 受聴者の向きの変動にかかわらず、受聴者方
向を一定とし、又は相対方向を一定とする。 【解決手段】 スピーカ１２と受聴者１１の左、右耳間
の第１第２伝達関数ｈL（ｋ），ｈR （ｋ）を推定し、
右チャネル音声ｘL （ｋ）にｈR （ｋ）を畳み込み、左
チャネル音声ｘR （ｋ）にｈL （ｋ）を畳み込み、ｈR
（ｋ）* ｘL （ｋ）−ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）を、受聴
者１１の左耳近くの発音源１４Ｌへ供給し、ｈL （ｋ）
* ｘR （ｋ）−ｈL （ｋ）* ｘL （ｋ）を左、右耳のヘ
ッドホン１４Ｌ，１４Ｒへそれぞれ供給し、ｈL （ｋ）
とｈR （ｋ）との時間差から受聴者１１がスピーカ１２
に対し何れにずれているかを読出し、これに応じてスピ
ーカへ供給する左、右チャネルの選択（２８）と、ヘッ
ドホン１４Ｌ，１４Ｒに対する遮断制御を行う。
向を一定とし、又は相対方向を一定とする。 【解決手段】 スピーカ１２と受聴者１１の左、右耳間
の第１第２伝達関数ｈL（ｋ），ｈR （ｋ）を推定し、
右チャネル音声ｘL （ｋ）にｈR （ｋ）を畳み込み、左
チャネル音声ｘR （ｋ）にｈL （ｋ）を畳み込み、ｈR
（ｋ）* ｘL （ｋ）−ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）を、受聴
者１１の左耳近くの発音源１４Ｌへ供給し、ｈL （ｋ）
* ｘR （ｋ）−ｈL （ｋ）* ｘL （ｋ）を左、右耳のヘ
ッドホン１４Ｌ，１４Ｒへそれぞれ供給し、ｈL （ｋ）
とｈR （ｋ）との時間差から受聴者１１がスピーカ１２
に対し何れにずれているかを読出し、これに応じてスピ
ーカへ供給する左、右チャネルの選択（２８）と、ヘッ
ドホン１４Ｌ，１４Ｒに対する遮断制御を行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は所望の空間音響環
境を生成するための音響再生装置及び方法に関する。
境を生成するための音響再生装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】所望の方向へ音を受聴者に知覚させるこ
とを目的に受聴者前方あるいは後方のスピーカと受聴者
両耳に近接した発音源を併用した空間音響再生装置が提
案されている（特願平９−１８４０４５）。この装置に
よればヘッドホンのように近接した発音源のみを用いた
場合と比較して前方または後方の知覚を確実にできる。
図２に示すように前記空間音響再生装置では受聴者１１
の前方にスピーカ１２が配され、受聴者１１の左，右の
耳１３Ｌ，１３Ｒの近傍に発音源、例えばヘッドホン１
４Ｌ，１４Ｒがそれぞれ配され、入力端子１５からの信
号はスピーカ１２へ供給されると共に、スイッチ１６
Ｌ，１７Ｌをそれぞれ通じて左側音量調節部１８Ｌ，１
９Ｌに供給され、音量調節部１８Ｌ，１９Ｌの各出力は
それぞれ逆位相成分推定部２１Ｌ、遅延部２２Ｌを通じ
て左耳ヘッドホン１４へ供給される。また端子１５上の
信号はスイッチ１６Ｒ，１７Ｒをそれぞれ通じて、音量
調整部１８Ｒ，１９Ｒへ供給され、これら音量調整部１
８Ｒ，１９Ｒの各出力はそれぞれ逆位相成分推定部２１
Ｌ、遅延部２２Ｌを通じて右耳ヘッドホン１４Ｒへ供給
される。受聴者１１の各耳１３Ｒ，１３Ｌ近傍に達す
る、前方のスピーカ１２からの音に対する逆位相信号を
逐次に推定する手段、つまり逆位相推定部２１Ｌ，２１
Ｒを有する。そのため、例えばスピーカ１２より右寄り
の目標方向２３に近い側の耳（右耳）１３Ｒにスピーカ
音を提示し、反対側の耳（左耳）１３Ｌにおいては推定
部２１Ｌで逐次に推定した逆位相信号を左耳１３Ｌ近傍
の発音源、例えばヘッドホン１４Ｌから提示することで
スピーカ１２からの直接音を消去できる。このとき目標
方向に近い側（右）の側方に音が定位される。図７Ａに
示される例では左右両耳１３Ｌ，１３Ｒに到達する音の
うち強度の強い方か到達時刻が早い方に偏って音が知覚
される。反対側の耳（左耳）１３Ｌへの逆位相信号の振
幅を音量調節部１８Ｌで低下させれば消去量が減少す
る。その場合、知覚される音の方向はスピーカ１２寄り
に偏位する。つまり前記逆位相信号の振幅を調節するこ
とによって音が知覚される方向を制御できる。加えてス
ピーカ１２からの音の発生を受聴者１１の前後に変化さ
せれば知覚される音の方向を受聴者の前後に調節でき
る。
とを目的に受聴者前方あるいは後方のスピーカと受聴者
両耳に近接した発音源を併用した空間音響再生装置が提
案されている（特願平９−１８４０４５）。この装置に
よればヘッドホンのように近接した発音源のみを用いた
場合と比較して前方または後方の知覚を確実にできる。
図２に示すように前記空間音響再生装置では受聴者１１
の前方にスピーカ１２が配され、受聴者１１の左，右の
耳１３Ｌ，１３Ｒの近傍に発音源、例えばヘッドホン１
４Ｌ，１４Ｒがそれぞれ配され、入力端子１５からの信
号はスピーカ１２へ供給されると共に、スイッチ１６
Ｌ，１７Ｌをそれぞれ通じて左側音量調節部１８Ｌ，１
９Ｌに供給され、音量調節部１８Ｌ，１９Ｌの各出力は
それぞれ逆位相成分推定部２１Ｌ、遅延部２２Ｌを通じ
て左耳ヘッドホン１４へ供給される。また端子１５上の
信号はスイッチ１６Ｒ，１７Ｒをそれぞれ通じて、音量
調整部１８Ｒ，１９Ｒへ供給され、これら音量調整部１
８Ｒ，１９Ｒの各出力はそれぞれ逆位相成分推定部２１
Ｌ、遅延部２２Ｌを通じて右耳ヘッドホン１４Ｒへ供給
される。受聴者１１の各耳１３Ｒ，１３Ｌ近傍に達す
る、前方のスピーカ１２からの音に対する逆位相信号を
逐次に推定する手段、つまり逆位相推定部２１Ｌ，２１
Ｒを有する。そのため、例えばスピーカ１２より右寄り
の目標方向２３に近い側の耳（右耳）１３Ｒにスピーカ
音を提示し、反対側の耳（左耳）１３Ｌにおいては推定
部２１Ｌで逐次に推定した逆位相信号を左耳１３Ｌ近傍
の発音源、例えばヘッドホン１４Ｌから提示することで
スピーカ１２からの直接音を消去できる。このとき目標
方向に近い側（右）の側方に音が定位される。図７Ａに
示される例では左右両耳１３Ｌ，１３Ｒに到達する音の
うち強度の強い方か到達時刻が早い方に偏って音が知覚
される。反対側の耳（左耳）１３Ｌへの逆位相信号の振
幅を音量調節部１８Ｌで低下させれば消去量が減少す
る。その場合、知覚される音の方向はスピーカ１２寄り
に偏位する。つまり前記逆位相信号の振幅を調節するこ
とによって音が知覚される方向を制御できる。加えてス
ピーカ１２からの音の発生を受聴者１１の前後に変化さ
せれば知覚される音の方向を受聴者の前後に調節でき
る。
【０００３】前述の逆位相信号推定部２１Ｌ，２１Ｒで
は適応フィルタを備えることが有効である。適応フィル
タは受聴者各耳１３Ｌ，１３Ｒ近傍に置かれたマイクロ
ホンで収録された音からヘッドホン１４Ｌ，１４Ｒによ
る成分を除去した信号を参照信号として動作させる。そ
のとき、適応フィルタによって推定されるフィルタ係数
としてスピーカ・マイクロホン間伝達関数が推定され
る。この伝達関数を位相反転させたスピーカへの入力信
号に畳み込み演算すればスピーカからの受聴者各耳近傍
における寄与の逆位相信号が得られる。
は適応フィルタを備えることが有効である。適応フィル
タは受聴者各耳１３Ｌ，１３Ｒ近傍に置かれたマイクロ
ホンで収録された音からヘッドホン１４Ｌ，１４Ｒによ
る成分を除去した信号を参照信号として動作させる。そ
のとき、適応フィルタによって推定されるフィルタ係数
としてスピーカ・マイクロホン間伝達関数が推定され
る。この伝達関数を位相反転させたスピーカへの入力信
号に畳み込み演算すればスピーカからの受聴者各耳近傍
における寄与の逆位相信号が得られる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、受聴者１１は
必ずしもスピーカ１２の方向に向いているとは限らな
い。受聴者頭部の移動によって左右両耳１３Ｌ，１３Ｒ
へ提示される音の時間差及びレベル差（両耳間差と総称
する）が変化する。例えば受聴者１１が正面を向いてい
る場合と側方を向いている場合とでは一定の方向への知
覚をもたらす両耳間差が異なる。つまり、受聴者１１の
位置が変化しても両耳間差を維持または補正しなければ
所望の方向への知覚は保証されない。
必ずしもスピーカ１２の方向に向いているとは限らな
い。受聴者頭部の移動によって左右両耳１３Ｌ，１３Ｒ
へ提示される音の時間差及びレベル差（両耳間差と総称
する）が変化する。例えば受聴者１１が正面を向いてい
る場合と側方を向いている場合とでは一定の方向への知
覚をもたらす両耳間差が異なる。つまり、受聴者１１の
位置が変化しても両耳間差を維持または補正しなければ
所望の方向への知覚は保証されない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】両耳間差を維持するため
には、請求項１の発明によれば、スピーカと受聴者の左
右各耳近傍に設置する第１及び第２の発音源と、前記ス
ピーカから該受聴者左右各耳までの伝達関数を逐次に推
定する第１及び第２の適応フィルタとを有することを前
提とし以下の手段を備える。
には、請求項１の発明によれば、スピーカと受聴者の左
右各耳近傍に設置する第１及び第２の発音源と、前記ス
ピーカから該受聴者左右各耳までの伝達関数を逐次に推
定する第１及び第２の適応フィルタとを有することを前
提とし以下の手段を備える。
【０００６】受聴者左耳へ提示する左チャネル音声を処
理するための第１の畳み込み演算手段を有し、受聴者右
耳へ提示する右チャネル音声を処理する第２の畳み込み
演算手段を有し、前記第１の畳み込み演算手段は畳み込
み演算係数として前記第２の適応フィルタで推定された
伝達関数を用い、前記第２の畳み込み演算手段は畳み込
み演算係数として前記第１の適応フィルタで推定された
伝達関数を用い、前記第１の畳み込み演算手段の出力か
ら前記第２の畳み込み演算手段の出力を減算して前記第
１の発音源に供給し、前記第２の畳み込み演算手段の出
力から前記第１の畳み込み演算手段の出力を減算して前
記第２の発音源に供給する。
理するための第１の畳み込み演算手段を有し、受聴者右
耳へ提示する右チャネル音声を処理する第２の畳み込み
演算手段を有し、前記第１の畳み込み演算手段は畳み込
み演算係数として前記第２の適応フィルタで推定された
伝達関数を用い、前記第２の畳み込み演算手段は畳み込
み演算係数として前記第１の適応フィルタで推定された
伝達関数を用い、前記第１の畳み込み演算手段の出力か
ら前記第２の畳み込み演算手段の出力を減算して前記第
１の発音源に供給し、前記第２の畳み込み演算手段の出
力から前記第１の畳み込み演算手段の出力を減算して前
記第２の発音源に供給する。
【０００７】請求項２の発明では前記第１及び第２の適
応フィルタにおいて推定した伝達関数相互間の時間差を
検出する手段を有し、この時間差をもって前記スピーカ
に対して受聴者左右のうちいずれの方向かを決定し、そ
の受聴者方向をもって前記スピーカへ供給すべき信号を
前記左チャネル音声か前記右チャネル音声のうちいずれ
かを選択し、かつ前記第１の発音源か前記第２の発音源
へのうちいずれかへの信号供給を遮断する。
応フィルタにおいて推定した伝達関数相互間の時間差を
検出する手段を有し、この時間差をもって前記スピーカ
に対して受聴者左右のうちいずれの方向かを決定し、そ
の受聴者方向をもって前記スピーカへ供給すべき信号を
前記左チャネル音声か前記右チャネル音声のうちいずれ
かを選択し、かつ前記第１の発音源か前記第２の発音源
へのうちいずれかへの信号供給を遮断する。
【０００８】請求項３の発明では両耳間差を補正するた
めに、前記空間音響再生装置において、入力音声信号は
１チャネルとし、前記第１及び第２の適応フィルタにお
いて推定した伝達関数相互間の時間差を検出し、その時
間差をもって前記スピーカに対する受聴者の方向を決定
し、その受聴者方向からの相対的目標方向をもって、第
１、第２の畳み込み演算手段の出力の利得、時間遅延の
少くとも一方を制御して、受聴者の向きが変化しても相
対的目標方向が一定になるようにされる。作用 この発明による両耳間差維持方法の作用について下記に
述べる。前記空間音響再生装置では前記第１及び第２の
適応フィルタにおいて、前記スピーカから当該受聴者左
右各耳までの伝達関数ｈL （ｋ），ｈR （ｋ）を逐次に
推定する。前記第１の畳み込み演算手段は受聴者左耳へ
提示する左チャネル音声信号ｘL （ｋ）と推定された伝
達関数ｈR （ｋ）を畳み込み演算して音声信号ｈ
R （ｋ）* ｘL（ｋ）を出力し、前記第２の畳み込み演
算手段は右チャネル音声ｘR （ｋ）と伝達関数ｈ
L （ｋ）を畳み込み演算して音声信号ｈR （ｋ）* ｘL
（ｋ）を出力する（＊は畳み込み演算を示す）。ここ
で、スピーカへ左チャネル音声ｘL （ｋ）と右チャネル
音声ｘR （ｋ）を加算のうえ供給すれば受聴者左右各耳
におけるスピーカから提示される音の成分は各々ｈ
L （ｋ）* （ｘL （ｋ）＋ｘR （ｋ）），ｈR （ｋ）*
（ｘL （ｋ）＋ｘR （ｋ））となる。ところで、第１の
発音源には前記第１の畳み込み演算手段の出力ｈ
R （ｋ）* ｘL （ｋ）から前記第２の畳み込み演算手段
の出力ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）を減算した信号が供給さ
れる。つまり第１の発音源から提示される音の成分はｈ
R （ｋ）* ｘL （ｋ）−ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）とな
る。第２の発音源には前記第２の畳み込み演算手段の出
力ｈ L （ｋ）* ｘR （ｋ）から前記第１の畳み込み演算
手段の出力ｈR （ｋ）* ｘL（ｋ）を減算して供給され
る。つまり第２の発音源から提示される音の成分はｈ L
（ｋ）* ｘR （ｋ）−ｈR （ｋ）* ｘL （ｋ）となる。
左耳にはスピーカと第１の発音源から、右耳にはスピー
カと第２の発音源から音が提示されるので、受聴者左右
各耳における音の成分は各々（ｈL （ｋ）＋ｈ
R （ｋ））* ｘL （ｋ），（ｈL （ｋ）＋ｈR （ｋ））
* ｘR （ｋ）となる。したがって左耳に提示されるべき
信号ｘL （ｋ）は右耳で相殺され、左耳のみに到達す
る。右耳に提示されるべき信号ｘR （ｋ）も右耳のみに
到達する。両耳において共通の因子ｈL （ｋ）＋ｈ
R （ｋ）が付与されるため、入力信号ｘL （ｋ），ｘR
（ｋ）間における両耳間レベル差と時間差を維持するこ
とができる。
めに、前記空間音響再生装置において、入力音声信号は
１チャネルとし、前記第１及び第２の適応フィルタにお
いて推定した伝達関数相互間の時間差を検出し、その時
間差をもって前記スピーカに対する受聴者の方向を決定
し、その受聴者方向からの相対的目標方向をもって、第
１、第２の畳み込み演算手段の出力の利得、時間遅延の
少くとも一方を制御して、受聴者の向きが変化しても相
対的目標方向が一定になるようにされる。作用 この発明による両耳間差維持方法の作用について下記に
述べる。前記空間音響再生装置では前記第１及び第２の
適応フィルタにおいて、前記スピーカから当該受聴者左
右各耳までの伝達関数ｈL （ｋ），ｈR （ｋ）を逐次に
推定する。前記第１の畳み込み演算手段は受聴者左耳へ
提示する左チャネル音声信号ｘL （ｋ）と推定された伝
達関数ｈR （ｋ）を畳み込み演算して音声信号ｈ
R （ｋ）* ｘL（ｋ）を出力し、前記第２の畳み込み演
算手段は右チャネル音声ｘR （ｋ）と伝達関数ｈ
L （ｋ）を畳み込み演算して音声信号ｈR （ｋ）* ｘL
（ｋ）を出力する（＊は畳み込み演算を示す）。ここ
で、スピーカへ左チャネル音声ｘL （ｋ）と右チャネル
音声ｘR （ｋ）を加算のうえ供給すれば受聴者左右各耳
におけるスピーカから提示される音の成分は各々ｈ
L （ｋ）* （ｘL （ｋ）＋ｘR （ｋ）），ｈR （ｋ）*
（ｘL （ｋ）＋ｘR （ｋ））となる。ところで、第１の
発音源には前記第１の畳み込み演算手段の出力ｈ
R （ｋ）* ｘL （ｋ）から前記第２の畳み込み演算手段
の出力ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）を減算した信号が供給さ
れる。つまり第１の発音源から提示される音の成分はｈ
R （ｋ）* ｘL （ｋ）−ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）とな
る。第２の発音源には前記第２の畳み込み演算手段の出
力ｈ L （ｋ）* ｘR （ｋ）から前記第１の畳み込み演算
手段の出力ｈR （ｋ）* ｘL（ｋ）を減算して供給され
る。つまり第２の発音源から提示される音の成分はｈ L
（ｋ）* ｘR （ｋ）−ｈR （ｋ）* ｘL （ｋ）となる。
左耳にはスピーカと第１の発音源から、右耳にはスピー
カと第２の発音源から音が提示されるので、受聴者左右
各耳における音の成分は各々（ｈL （ｋ）＋ｈ
R （ｋ））* ｘL （ｋ），（ｈL （ｋ）＋ｈR （ｋ））
* ｘR （ｋ）となる。したがって左耳に提示されるべき
信号ｘL （ｋ）は右耳で相殺され、左耳のみに到達す
る。右耳に提示されるべき信号ｘR （ｋ）も右耳のみに
到達する。両耳において共通の因子ｈL （ｋ）＋ｈ
R （ｋ）が付与されるため、入力信号ｘL （ｋ），ｘR
（ｋ）間における両耳間レベル差と時間差を維持するこ
とができる。
【０００９】請求項２の発明では前記第１及び第２の適
応フィルタにおいて推定した伝達関数相互間の時間差を
検出する手段を有し、推定される伝達関数はスピーカか
ら受聴者各耳までの伝達関数であるから、前記伝達関数
相互間の時間差はスピーカからの音に対する両耳間時間
差τLRに相当する。両耳間時間差τLRを推定する方法と
して左右間の伝達関数の共分散ρLR（ｑ）＝Σk ｈ
L （ｋ−ｑ）ｈR （ｋ）が最大となる時間差ｑを用いる
例が挙げられる。ここで、両耳間時間差τLRの正負をも
って前記スピーカに対する受聴者の方向ψを決定する。
受聴者の方向ψはτ LR（ψ）＝Ｄ（ψ＋sin ψ）／２ｃ
等の対応関係から推定できる（「空間音響」ブラウエル
ト著、森本、後藤編［鹿島出版会］参照）。但し、Ｄは
人間の両耳間距離（１６ｃｍ程度）、ｃは音速（３４０
ｍ／ｓ程度）である。受聴者の方向が左（ψが正）であ
る場合には前記右チャネル音声ｘR （ｋ）を前記スピー
カへ供給する。また、前記第１の発音源へ信号を供給し
て前記第２の発音源への信号を遮断する。このとき受聴
者左耳には前記スピーカと前記第１の発音源から音が提
示される。右耳には前記スピーカのみから音が提示され
る。従って受聴者左右各耳における成分は各々ｈ
R （ｋ）* ｘL （ｋ），ｈR （ｋ）* ｘR （ｋ）であ
る。両耳において共通の因子ｈR （ｋ）が付与される
が、もとの信号ｘL （ｋ），ｘR （ｋ）と両耳間レベル
差と時間差を維持できる。受聴者の方向が右（ψが負）
である場合には前記左チャネル音声ｘL （ｋ）を前記ス
ピーカへ供給する。また、前記第２の発音源へ信号を供
給して前記第１の発音源への信号を遮断する。このとき
受聴者左耳には前記スピーカのみから音が提示される。
右耳には前記スピーカと前記第２の発音源から音が提示
される。従って受聴者左右各耳における成分は各々ｈL
（ｋ）* ｘL （ｋ），ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）である。
両耳において共通の因子ｈL （ｋ）が付与されるが、こ
の場合も入力信号ｘL （ｋ），ｘ R （ｋ）間における両
耳間レベル差と時間差を維持できる。
応フィルタにおいて推定した伝達関数相互間の時間差を
検出する手段を有し、推定される伝達関数はスピーカか
ら受聴者各耳までの伝達関数であるから、前記伝達関数
相互間の時間差はスピーカからの音に対する両耳間時間
差τLRに相当する。両耳間時間差τLRを推定する方法と
して左右間の伝達関数の共分散ρLR（ｑ）＝Σk ｈ
L （ｋ−ｑ）ｈR （ｋ）が最大となる時間差ｑを用いる
例が挙げられる。ここで、両耳間時間差τLRの正負をも
って前記スピーカに対する受聴者の方向ψを決定する。
受聴者の方向ψはτ LR（ψ）＝Ｄ（ψ＋sin ψ）／２ｃ
等の対応関係から推定できる（「空間音響」ブラウエル
ト著、森本、後藤編［鹿島出版会］参照）。但し、Ｄは
人間の両耳間距離（１６ｃｍ程度）、ｃは音速（３４０
ｍ／ｓ程度）である。受聴者の方向が左（ψが正）であ
る場合には前記右チャネル音声ｘR （ｋ）を前記スピー
カへ供給する。また、前記第１の発音源へ信号を供給し
て前記第２の発音源への信号を遮断する。このとき受聴
者左耳には前記スピーカと前記第１の発音源から音が提
示される。右耳には前記スピーカのみから音が提示され
る。従って受聴者左右各耳における成分は各々ｈ
R （ｋ）* ｘL （ｋ），ｈR （ｋ）* ｘR （ｋ）であ
る。両耳において共通の因子ｈR （ｋ）が付与される
が、もとの信号ｘL （ｋ），ｘR （ｋ）と両耳間レベル
差と時間差を維持できる。受聴者の方向が右（ψが負）
である場合には前記左チャネル音声ｘL （ｋ）を前記ス
ピーカへ供給する。また、前記第２の発音源へ信号を供
給して前記第１の発音源への信号を遮断する。このとき
受聴者左耳には前記スピーカのみから音が提示される。
右耳には前記スピーカと前記第２の発音源から音が提示
される。従って受聴者左右各耳における成分は各々ｈL
（ｋ）* ｘL （ｋ），ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）である。
両耳において共通の因子ｈL （ｋ）が付与されるが、こ
の場合も入力信号ｘL （ｋ），ｘ R （ｋ）間における両
耳間レベル差と時間差を維持できる。
【００１０】この発明の両耳間差補正方法の作用につい
て下記に述べる。この方法においても前記第１及び第２
の適応フィルタにおいて推定した伝達関数相互間の時間
差を検出する。前述の通り、前記伝達関数相互間の時間
差はスピーカからの音に対する両耳間時間差τLRに相当
する。該両耳間時間差τLRをもって前記スピーカに対す
る受聴者の方向ψを決定できる。音を知覚させる目標方
向をθと表わすとき、該相対的目標方向はθ−ψとな
る。一般に、両耳間差即ち両耳間時間差τLRならびに両
耳間レベル差ＡLRは一般に受聴者を中心とする音源方向
即ち音が知覚される方向θと対応づけられている。該相
対的目標方向θ−ψに対する両耳間差が得られるように
第１、第２の畳み込み演算手段の出力の利得、遅延時間
の少くとも一方を制御して、受聴者各耳において補正す
れば、受聴者は自分の方向を基準に該相対的目標方向θ
−ψへ即ち目標方向θへ音を知覚する。つまり、受聴者
が移動しても音を知覚する方向を所望の目標方向θに制
御できる。
て下記に述べる。この方法においても前記第１及び第２
の適応フィルタにおいて推定した伝達関数相互間の時間
差を検出する。前述の通り、前記伝達関数相互間の時間
差はスピーカからの音に対する両耳間時間差τLRに相当
する。該両耳間時間差τLRをもって前記スピーカに対す
る受聴者の方向ψを決定できる。音を知覚させる目標方
向をθと表わすとき、該相対的目標方向はθ−ψとな
る。一般に、両耳間差即ち両耳間時間差τLRならびに両
耳間レベル差ＡLRは一般に受聴者を中心とする音源方向
即ち音が知覚される方向θと対応づけられている。該相
対的目標方向θ−ψに対する両耳間差が得られるように
第１、第２の畳み込み演算手段の出力の利得、遅延時間
の少くとも一方を制御して、受聴者各耳において補正す
れば、受聴者は自分の方向を基準に該相対的目標方向θ
−ψへ即ち目標方向θへ音を知覚する。つまり、受聴者
が移動しても音を知覚する方向を所望の目標方向θに制
御できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】この発明の空間音響再生装置の一
実施例を図１を用いて説明する。当該実施例はスピーカ
１個の使用と左右各耳近傍に設置する第１及び第２の発
音源としてヘッドホンを用いた例であり、また音声信号
入力として２チャネルステレオ信号ｘL （ｋ），ｘ
R （ｋ）を用いる例を示す。左チャネル音声信号ｘ
L（ｋ）は入力端子３１Ｌに右チャネル音声信号ｘ
R （ｋ）は入力端子３１Ｒに入力される。可変フィルタ
（左）２３Ｌは信号ｘL （ｋ）と伝達関数ｈR （ｋ）と
の畳み込み演算を施し、可変フィルタ（右）２３Ｒは信
号ｘR （ｋ）と伝達関数ｈL （ｋ）との畳み込み演算を
施す。音声信号ｘL （ｋ）とｘR （ｋ）は信号選択加算
部２８で加算されて適応フィルタ２４Ｌ，２４Ｒ、遅延
部２７へ供給される。遅延部２７で時間τだけ遅延を受
けた信号はスピーカ１２へ供給される。
実施例を図１を用いて説明する。当該実施例はスピーカ
１個の使用と左右各耳近傍に設置する第１及び第２の発
音源としてヘッドホンを用いた例であり、また音声信号
入力として２チャネルステレオ信号ｘL （ｋ），ｘ
R （ｋ）を用いる例を示す。左チャネル音声信号ｘ
L（ｋ）は入力端子３１Ｌに右チャネル音声信号ｘ
R （ｋ）は入力端子３１Ｒに入力される。可変フィルタ
（左）２３Ｌは信号ｘL （ｋ）と伝達関数ｈR （ｋ）と
の畳み込み演算を施し、可変フィルタ（右）２３Ｒは信
号ｘR （ｋ）と伝達関数ｈL （ｋ）との畳み込み演算を
施す。音声信号ｘL （ｋ）とｘR （ｋ）は信号選択加算
部２８で加算されて適応フィルタ２４Ｌ，２４Ｒ、遅延
部２７へ供給される。遅延部２７で時間τだけ遅延を受
けた信号はスピーカ１２へ供給される。
【００１２】上記の構成のうち第１及び第２の適応フィ
ルタは各々適応フィルタ（左）２４Ｌ、適応フィルタ
（右）２４Ｒが相当し、各々スピーカ１２とマイクロホ
ン（左）４１Ｌ間の伝達関数ｈL （ｋ）、スピーカ１２
とマイクロホン（右）４１Ｒ間の伝達関数ｈR （ｋ）を
推定する。マイクロホン４１Ｌ，４１Ｒはそれぞれ左右
耳１３Ｌ，１３Ｒの外耳辺入口近傍に装着される。第１
及び第２の畳み込み演算手段は各々可変フィルタ（左）
２３Ｌ、可変フィルタ（右）２３Ｒが相当する。
ルタは各々適応フィルタ（左）２４Ｌ、適応フィルタ
（右）２４Ｒが相当し、各々スピーカ１２とマイクロホ
ン（左）４１Ｌ間の伝達関数ｈL （ｋ）、スピーカ１２
とマイクロホン（右）４１Ｒ間の伝達関数ｈR （ｋ）を
推定する。マイクロホン４１Ｌ，４１Ｒはそれぞれ左右
耳１３Ｌ，１３Ｒの外耳辺入口近傍に装着される。第１
及び第２の畳み込み演算手段は各々可変フィルタ（左）
２３Ｌ、可変フィルタ（右）２３Ｒが相当する。
【００１３】適応フィルタ（左）２４Ｌ、適応フィルタ
（右）２４Ｒで伝達関数ｈL （ｋ），ｈR （ｋ）をそれ
ぞれ推定するために以下の各部が関わる。マイクロホン
４１Ｌ，４１Ｒの各出力が減算部４２Ｌ，４２Ｒをそれ
ぞれ通じて、減算部２６Ｌ，２６Ｒへ供給される。増幅
部（左）３４Ｌ、増幅部（右）３４Ｒはそれぞれ可変フ
ィルタ（右）２３Ｒ、可変フィルタ（左）２３Ｌからの
出力信号ｈR （ｋ）*ｘL （ｋ），ｈL （ｋ）* ｘ
R （ｋ）を増幅率ＡL ，ＡR で増幅し、遅延部（左）３
５Ｌ、遅延部（右）３５Ｒで各々遅延時間σL ，σR が
与えられる。増幅部（左）３８Ｌ、増幅部（右）３８Ｒ
はそれぞれ可変フィルタ（右）２３Ｌ、可変フィルタ
（左）２３Ｒからの出力信号ｈR （ｋ）* ｘL （ｋ），
ｈL （ｋ）* ｘ R （ｋ）をそれぞれ増幅率ＢL ，ＢR で
増幅し、遅延部（左）３９Ｌ、遅延部（右）３９Ｒでは
各々遅延時間τL ，τR が与えられる。遅延部３５Ｌ，
３９Ｌの各出力が加算部２５Ｌで加算され、遅延部３５
Ｒ，３９Ｒの各出力が加算部２５Ｒで加算され、それぞ
れ断続部（左）２９Ｌ、断続部（右）２９Ｒへ供給され
る。断続部２９Ｌ，２９Ｒの各出力はそれぞれ逆特性模
擬フィルタ４３Ｌ，４３Ｒを通じて、ヘッドホン発音源
１４Ｌ，１４Ｒへ供給されると共にそれぞれ遅延部４４
Ｌ，４４Ｒを通じて減算部４２Ｌ，４２Ｒへ供給され
る。信号選択部２８の出力が適応フィルタ２４Ｌ，２４
Ｒへ供給され、適応フィルタ２４Ｌ，２４Ｒは、それぞ
れ、減算部４２Ｌ，４２Ｒの出力を参照信号として、適
応フィルタ２４Ｌ，２４Ｒの出力との差がそれぞれ最小
になるように逐次推定する。
（右）２４Ｒで伝達関数ｈL （ｋ），ｈR （ｋ）をそれ
ぞれ推定するために以下の各部が関わる。マイクロホン
４１Ｌ，４１Ｒの各出力が減算部４２Ｌ，４２Ｒをそれ
ぞれ通じて、減算部２６Ｌ，２６Ｒへ供給される。増幅
部（左）３４Ｌ、増幅部（右）３４Ｒはそれぞれ可変フ
ィルタ（右）２３Ｒ、可変フィルタ（左）２３Ｌからの
出力信号ｈR （ｋ）*ｘL （ｋ），ｈL （ｋ）* ｘ
R （ｋ）を増幅率ＡL ，ＡR で増幅し、遅延部（左）３
５Ｌ、遅延部（右）３５Ｒで各々遅延時間σL ，σR が
与えられる。増幅部（左）３８Ｌ、増幅部（右）３８Ｒ
はそれぞれ可変フィルタ（右）２３Ｌ、可変フィルタ
（左）２３Ｒからの出力信号ｈR （ｋ）* ｘL （ｋ），
ｈL （ｋ）* ｘ R （ｋ）をそれぞれ増幅率ＢL ，ＢR で
増幅し、遅延部（左）３９Ｌ、遅延部（右）３９Ｒでは
各々遅延時間τL ，τR が与えられる。遅延部３５Ｌ，
３９Ｌの各出力が加算部２５Ｌで加算され、遅延部３５
Ｒ，３９Ｒの各出力が加算部２５Ｒで加算され、それぞ
れ断続部（左）２９Ｌ、断続部（右）２９Ｒへ供給され
る。断続部２９Ｌ，２９Ｒの各出力はそれぞれ逆特性模
擬フィルタ４３Ｌ，４３Ｒを通じて、ヘッドホン発音源
１４Ｌ，１４Ｒへ供給されると共にそれぞれ遅延部４４
Ｌ，４４Ｒを通じて減算部４２Ｌ，４２Ｒへ供給され
る。信号選択部２８の出力が適応フィルタ２４Ｌ，２４
Ｒへ供給され、適応フィルタ２４Ｌ，２４Ｒは、それぞ
れ、減算部４２Ｌ，４２Ｒの出力を参照信号として、適
応フィルタ２４Ｌ，２４Ｒの出力との差がそれぞれ最小
になるように逐次推定する。
【００１４】ここで、マイクロホン（左）４１Ｌ、マイ
クロホン（右）４１Ｒつまり左右各耳におけるスピーカ
１２からの成分は左右各々ｈL （ｋ）* （ｘL （ｋ−
τ）＋ｘR （ｋ−τ）），ｈR （ｋ）* （ｘL （ｋ−
τ）＋ｘR （ｋ−τ））となる。遅延部（左）４４Ｌ、
遅延部（右）４４Ｒはその入力信号ｙL （ｋ），ｙ
R （ｋ）に時間τの遅延を付与し、逆特性模擬フィルタ
（左）４３Ｌ、逆特性模擬フィルタ（右）４３Ｒではフ
ィルタ係数を各々ｈ-1 HL（ｋ），ｈ-1 HR（ｋ）と設定す
る。但し、ｈ-1 HL（ｋ）* ｈHL（ｋ）＝δ（ｋ−τ），
ｈ-1 HR（ｋ）* ｈHR（ｋ）＝δ（ｋ−τ）、ｈ
HL（ｋ），ｈHR（ｋ）は各々ヘッドホン発音源（左）１
４Ｌとマイクロホン（左）４１Ｌ間、ヘッドホン発音源
（右）１４Ｒとマイクロホン（右）４１Ｒ間の各伝達関
数である。マイクロホン（左）４１Ｌ、マイクロホン
（右）４１Ｒにおけるヘッドホン発音源（左）１４Ｌ、
ヘッドホン発音源（右）１４Ｒからの各成分はｈ
-1 HL（ｋ）* ｈHL（ｋ）* ｙL （ｋ），ｈ-1 HR（ｋ） *
ｈHR（ｋ）* ｙR （ｋ）となる。上記の関係から、減算
部（左）４２Ｌ、減算部（右）４２Ｒの各出力側でこの
ヘッドホン発音源（左）１４Ｌ、ヘッドホン発音源
（右）１４Ｒからの成分が相殺される。つまり減算部４
２Ｌ，４２Ｒの出力としてはそれぞれスピーカ１２から
の成分ｈL （ｋ）* （ｘL （ｋ−τ）＋ｘR（ｋ−
τ）），ｈR （ｋ）* （ｘL （ｋ−τ）＋ｘR （ｋ−
τ））のみが残る。
クロホン（右）４１Ｒつまり左右各耳におけるスピーカ
１２からの成分は左右各々ｈL （ｋ）* （ｘL （ｋ−
τ）＋ｘR （ｋ−τ）），ｈR （ｋ）* （ｘL （ｋ−
τ）＋ｘR （ｋ−τ））となる。遅延部（左）４４Ｌ、
遅延部（右）４４Ｒはその入力信号ｙL （ｋ），ｙ
R （ｋ）に時間τの遅延を付与し、逆特性模擬フィルタ
（左）４３Ｌ、逆特性模擬フィルタ（右）４３Ｒではフ
ィルタ係数を各々ｈ-1 HL（ｋ），ｈ-1 HR（ｋ）と設定す
る。但し、ｈ-1 HL（ｋ）* ｈHL（ｋ）＝δ（ｋ−τ），
ｈ-1 HR（ｋ）* ｈHR（ｋ）＝δ（ｋ−τ）、ｈ
HL（ｋ），ｈHR（ｋ）は各々ヘッドホン発音源（左）１
４Ｌとマイクロホン（左）４１Ｌ間、ヘッドホン発音源
（右）１４Ｒとマイクロホン（右）４１Ｒ間の各伝達関
数である。マイクロホン（左）４１Ｌ、マイクロホン
（右）４１Ｒにおけるヘッドホン発音源（左）１４Ｌ、
ヘッドホン発音源（右）１４Ｒからの各成分はｈ
-1 HL（ｋ）* ｈHL（ｋ）* ｙL （ｋ），ｈ-1 HR（ｋ） *
ｈHR（ｋ）* ｙR （ｋ）となる。上記の関係から、減算
部（左）４２Ｌ、減算部（右）４２Ｒの各出力側でこの
ヘッドホン発音源（左）１４Ｌ、ヘッドホン発音源
（右）１４Ｒからの成分が相殺される。つまり減算部４
２Ｌ，４２Ｒの出力としてはそれぞれスピーカ１２から
の成分ｈL （ｋ）* （ｘL （ｋ−τ）＋ｘR（ｋ−
τ）），ｈR （ｋ）* （ｘL （ｋ−τ）＋ｘR （ｋ−
τ））のみが残る。
【００１５】断続部２９Ｌ，２９Ｒがオンの時、ヘッド
ホン１４Ｌ，１４Ｒから左右各耳に提示される音はＢL
ｈR （ｋ−τL ）* ｘL （ｋ）−ＡL ｈL （ｋ−σL ）
* ｘ R （ｋ），ＢR ｈL （ｋ−τR ）* ｘR （ｋ）−Ａ
R ｈR （ｋ−σR ）* ｘL （ｋ）となる。スピーカ１２
からも音を提示すれば各耳における音はＢL ｈR （ｋ−
τL ）* ｘL （ｋ）−ＡL ｈL （ｋ−σL ）* ｘ
R （ｋ）＋ｈL （ｋ）* （ｘ L （ｋ）＋ｘR （ｋ）），
ＢR ｈL （ｋ−τR ）* ｘR （ｋ）−ＡR ｈR （ｋ−σ
R ）* ｘL （ｋ）＋ｈR （ｋ）* （ｘL （ｋ）＋ｘ
R （ｋ））となる。いずれも、遅延部（左）４４Ｌ、遅
延部（右）４４Ｒ、遅延部２７が入力信号に作用する遅
延τを省略した。遅延τはこれらの遅延部において共通
であるため方向知覚には影響しない。
ホン１４Ｌ，１４Ｒから左右各耳に提示される音はＢL
ｈR （ｋ−τL ）* ｘL （ｋ）−ＡL ｈL （ｋ−σL ）
* ｘ R （ｋ），ＢR ｈL （ｋ−τR ）* ｘR （ｋ）−Ａ
R ｈR （ｋ−σR ）* ｘL （ｋ）となる。スピーカ１２
からも音を提示すれば各耳における音はＢL ｈR （ｋ−
τL ）* ｘL （ｋ）−ＡL ｈL （ｋ−σL ）* ｘ
R （ｋ）＋ｈL （ｋ）* （ｘ L （ｋ）＋ｘR （ｋ）），
ＢR ｈL （ｋ−τR ）* ｘR （ｋ）−ＡR ｈR （ｋ−σ
R ）* ｘL （ｋ）＋ｈR （ｋ）* （ｘL （ｋ）＋ｘ
R （ｋ））となる。いずれも、遅延部（左）４４Ｌ、遅
延部（右）４４Ｒ、遅延部２７が入力信号に作用する遅
延τを省略した。遅延τはこれらの遅延部において共通
であるため方向知覚には影響しない。
【００１６】ここで、増幅率をＡL ＝ＡR ＝ＢL ＝ＢR
＝１、遅延をτL ＝τR ＝σL ＝σ R ＝０と設定すれば
左右各耳に提示される音は（ｈL （ｋ）＋ｈR （ｋ））
* ｘ L （ｋ），（ｈL （ｋ）＋ｈR （ｋ））* ｘ
R （ｋ））となる。「作用」の項において述べたように
左耳に提示されるべき信号ｘL （ｋ）は右耳では相殺さ
れ左耳のみに到達する。右耳に提示されるべき信号ｘR
（ｋ）も右耳のみに到達する。加えて左右各耳において
共通の因子ｈL （ｋ）＋ｈR （ｋ）が付与される。その
ため両耳間差は入力信号ｘL （ｋ），ｘR （ｋ）と等し
くなる。この特性は両耳受聴用信号のように予め目標方
向への定位を意図して制作されている音を再生するため
にふさわしい。各々共通な音声信号ｘL （ｋ），ｘ
R （ｋ）を入力してこの装置を並列に動作しても、スピ
ーカへ供給する信号はいずれもｘL （ｋ−τ）＋ｘ
R （ｋ−τ）となる。この方法の実施は、同一空間内で
共通の音源信号について再生する場合でも複数の受聴者
に対して可能である。
＝１、遅延をτL ＝τR ＝σL ＝σ R ＝０と設定すれば
左右各耳に提示される音は（ｈL （ｋ）＋ｈR （ｋ））
* ｘ L （ｋ），（ｈL （ｋ）＋ｈR （ｋ））* ｘ
R （ｋ））となる。「作用」の項において述べたように
左耳に提示されるべき信号ｘL （ｋ）は右耳では相殺さ
れ左耳のみに到達する。右耳に提示されるべき信号ｘR
（ｋ）も右耳のみに到達する。加えて左右各耳において
共通の因子ｈL （ｋ）＋ｈR （ｋ）が付与される。その
ため両耳間差は入力信号ｘL （ｋ），ｘR （ｋ）と等し
くなる。この特性は両耳受聴用信号のように予め目標方
向への定位を意図して制作されている音を再生するため
にふさわしい。各々共通な音声信号ｘL （ｋ），ｘ
R （ｋ）を入力してこの装置を並列に動作しても、スピ
ーカへ供給する信号はいずれもｘL （ｋ−τ）＋ｘ
R （ｋ−τ）となる。この方法の実施は、同一空間内で
共通の音源信号について再生する場合でも複数の受聴者
に対して可能である。
【００１７】この実施例においてこの発明による両耳間
差維持方法を実現することも可能である。受聴者方向検
出部３３において受聴者の方向ψが、適応フィルタ
（左）２４Ｌ、適応フィルタ（右）２４Ｒで推定された
フィルタ係数ｈL （ｋ），ｈR （ｋ）間の時間差即ち両
耳間時間差τLR（ψ）から求められる。例えば「作用」
の項において挙げたように左右間の伝達関数の共分散ρ
LR＝Σk ｈL （ｋ−ｑ）ｈ R （ｋ）が最大となる時間差
ｑをもって両耳間時間差τLRを推定できる。そして、両
耳間時間差τLRを用いて前記スピーカ１２に対する受聴
者の方向ψを決定する。受聴者の方向ψはτLR（ψ）＝
Ｄ（ψ＋sin ψ）／２ｃ等の対応関係から推定できる。
差維持方法を実現することも可能である。受聴者方向検
出部３３において受聴者の方向ψが、適応フィルタ
（左）２４Ｌ、適応フィルタ（右）２４Ｒで推定された
フィルタ係数ｈL （ｋ），ｈR （ｋ）間の時間差即ち両
耳間時間差τLR（ψ）から求められる。例えば「作用」
の項において挙げたように左右間の伝達関数の共分散ρ
LR＝Σk ｈL （ｋ−ｑ）ｈ R （ｋ）が最大となる時間差
ｑをもって両耳間時間差τLRを推定できる。そして、両
耳間時間差τLRを用いて前記スピーカ１２に対する受聴
者の方向ψを決定する。受聴者の方向ψはτLR（ψ）＝
Ｄ（ψ＋sin ψ）／２ｃ等の対応関係から推定できる。
【００１８】信号制御部３６は受聴者方向がスピーカ正
面よりも左か右か即ちψの正負によって信号選択加算部
２８、断続部（左）２９Ｌ、断続部（右）２９Ｒを制御
する。但し、増幅率をＡL ＝ＡR ＝ＢL ＝ＢR ＝１、遅
延をτL ＝τR ＝σL ＝σR＝０と保つ。受聴者方向が
スピーカ正面よりも左（ψが正）である場合には信号選
択加算部で端子３１Ｒからの音声信号ｘR （ｋ）のみを
選択させ、かつ断続部（左）２９Ｌに信号を導通させ、
断続部（右）２９Ｒに信号を遮断させる。このとき受聴
者左耳には、スピーカ１２とヘッドホン発音源（左）１
４Ｌから音が提示される。右耳にはスピーカ１２のみか
ら音が提示される。受聴者左右各耳に到達する音は各々
ｈR （ｋ）* ｘL （ｋ）* ，ｈR （ｋ）* ｘR （ｋ）*
となる。
面よりも左か右か即ちψの正負によって信号選択加算部
２８、断続部（左）２９Ｌ、断続部（右）２９Ｒを制御
する。但し、増幅率をＡL ＝ＡR ＝ＢL ＝ＢR ＝１、遅
延をτL ＝τR ＝σL ＝σR＝０と保つ。受聴者方向が
スピーカ正面よりも左（ψが正）である場合には信号選
択加算部で端子３１Ｒからの音声信号ｘR （ｋ）のみを
選択させ、かつ断続部（左）２９Ｌに信号を導通させ、
断続部（右）２９Ｒに信号を遮断させる。このとき受聴
者左耳には、スピーカ１２とヘッドホン発音源（左）１
４Ｌから音が提示される。右耳にはスピーカ１２のみか
ら音が提示される。受聴者左右各耳に到達する音は各々
ｈR （ｋ）* ｘL （ｋ）* ，ｈR （ｋ）* ｘR （ｋ）*
となる。
【００１９】受聴者方向が右（ψが負）である場合には
信号選択加算部２８で端子３１Ｌからの音声信号ｘ
L （ｋ）のみを選択させ、断続部（左）２９Ｌに信号を
遮断させ、断続部（右）２９Ｒに信号を導通させる。こ
のとき受聴者左耳にはスピーカ１２のみから、右耳には
スピーカ１２とヘッドホン発音源（右）１４Ｒから音が
提示される。受聴者左右各耳に到達する音は各々ｈ
L （ｋ）* ｘL （ｋ），ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）とな
る。いずれの場合も両耳において共通の因子ｈR （ｋ）
又はｈL （ｋ）が付与される。そのため、もとの入力信
号ｘL （ｋ），ｘR （ｋ）と両耳間レベル差と時間差を
維持できる。加えて、スピーカ１２に近い方の耳にはス
ピーカ１２からの音が直接到達する。方向知覚において
音が先に到達する耳への知覚が優先されるという聴覚特
性（先行音効果）のため方向知覚は妨げられない。
信号選択加算部２８で端子３１Ｌからの音声信号ｘ
L （ｋ）のみを選択させ、断続部（左）２９Ｌに信号を
遮断させ、断続部（右）２９Ｒに信号を導通させる。こ
のとき受聴者左耳にはスピーカ１２のみから、右耳には
スピーカ１２とヘッドホン発音源（右）１４Ｒから音が
提示される。受聴者左右各耳に到達する音は各々ｈ
L （ｋ）* ｘL （ｋ），ｈL （ｋ）* ｘR （ｋ）とな
る。いずれの場合も両耳において共通の因子ｈR （ｋ）
又はｈL （ｋ）が付与される。そのため、もとの入力信
号ｘL （ｋ），ｘR （ｋ）と両耳間レベル差と時間差を
維持できる。加えて、スピーカ１２に近い方の耳にはス
ピーカ１２からの音が直接到達する。方向知覚において
音が先に到達する耳への知覚が優先されるという聴覚特
性（先行音効果）のため方向知覚は妨げられない。
【００２０】この実施例においてこの発明の両耳間差補
正方法も実現可能である。一例として１チャネルのモノ
ラル音響信号ｘC （ｋ）を入力する場合を示す。但し信
号ｘ C （ｋ）を端子３１Ｌ，３１Ｒに各々入力する。信
号選択加算部２８では端子３１Ｌ，３１Ｒからの音声信
号ｘC （ｋ）のうちいずれか一方を選択させる。スピー
カ１２とヘッドホンからも音を提示したとき左右各耳に
おける音はＢL ｈR （ｋ）* ｘC （ｋ−τL ）−ＡL ｈ
L （ｋ）* ｘC （ｋ−σL ）＋ｈL （ｋ）* ｘ
C （ｋ），ＢR ｈL （ｋ）* ｘC （ｋ−τR ）−ＡR ｈ
R （ｋ）* ｘC （ｋ−σ R ）＋ｈR （ｋ）* ｘC （ｋ）
となる。
正方法も実現可能である。一例として１チャネルのモノ
ラル音響信号ｘC （ｋ）を入力する場合を示す。但し信
号ｘ C （ｋ）を端子３１Ｌ，３１Ｒに各々入力する。信
号選択加算部２８では端子３１Ｌ，３１Ｒからの音声信
号ｘC （ｋ）のうちいずれか一方を選択させる。スピー
カ１２とヘッドホンからも音を提示したとき左右各耳に
おける音はＢL ｈR （ｋ）* ｘC （ｋ−τL ）−ＡL ｈ
L （ｋ）* ｘC （ｋ−σL ）＋ｈL （ｋ）* ｘ
C （ｋ），ＢR ｈL （ｋ）* ｘC （ｋ−τR ）−ＡR ｈ
R （ｋ）* ｘC （ｋ−σ R ）＋ｈR （ｋ）* ｘC （ｋ）
となる。
【００２１】制御部３６において増幅率ＡL ，ＡR ，Ｂ
L ，ＢR と遅延τL ，τR ，σL ，σR を制御すること
によって各耳における両耳間差を制御できる。ここで制
御部３６は目標位置制御信号３２から与えられた目標方
向θと受聴者方向検出部３３で検出された受聴者の方向
ψを参照する。上記の実施例と同様に受聴者の方向ψは
適応フィルタ（左）２４Ｌ、適応フィルタ（右）２４Ｒ
で推定されたフィルタ係数ｈL （ｋ），ｈR （ｋ）間の
時間差即ち両耳間時間差τLR（ψ）を手がかりに推定さ
れる。ここで受聴者を基準として音が知覚される方向θ
−ψに対応する両耳間差が得られるように左右各耳間で
補正する。
L ，ＢR と遅延τL ，τR ，σL ，σR を制御すること
によって各耳における両耳間差を制御できる。ここで制
御部３６は目標位置制御信号３２から与えられた目標方
向θと受聴者方向検出部３３で検出された受聴者の方向
ψを参照する。上記の実施例と同様に受聴者の方向ψは
適応フィルタ（左）２４Ｌ、適応フィルタ（右）２４Ｒ
で推定されたフィルタ係数ｈL （ｋ），ｈR （ｋ）間の
時間差即ち両耳間時間差τLR（ψ）を手がかりに推定さ
れる。ここで受聴者を基準として音が知覚される方向θ
−ψに対応する両耳間差が得られるように左右各耳間で
補正する。
【００２２】例えば、受聴者の方向ψがスピーカ正面よ
りも左の場合はＡL ＝ＡR ＝１，Ｂ R ＝０，τR ＝σL
＝σR ＝０として、ＢL ＝Ａ（θ−ψ），τL ＝τ（θ
−ψ）とする。但し、Ａ（θ）は音源方向θに対応する
両耳間レベル差、τ（θ）は両耳間時間差である。いず
れも既知とする。受聴者の方向ψがスピーカ正面よりも
右の場合はＡL ＝ＡR ＝１，ＢL ＝０，τL ＝σL ＝σ
R ＝０とする。ＢR ＝１／Ａ（θ−ψ），τR ＝−τ
（θ−ψ）（≧０）とする。何れの場合においても受聴
者には両耳間レベル差Ａ（θ−ψ）と時間差τ（θ−
ψ）をもたらすことができる。したがって、受聴者が知
覚する音の方向は本人を中心としてθ−ψとなる。即ち
受聴者の方向ψが変化しても常に絶対的な目標方向θへ
知覚される音の方向を制御できる。
りも左の場合はＡL ＝ＡR ＝１，Ｂ R ＝０，τR ＝σL
＝σR ＝０として、ＢL ＝Ａ（θ−ψ），τL ＝τ（θ
−ψ）とする。但し、Ａ（θ）は音源方向θに対応する
両耳間レベル差、τ（θ）は両耳間時間差である。いず
れも既知とする。受聴者の方向ψがスピーカ正面よりも
右の場合はＡL ＝ＡR ＝１，ＢL ＝０，τL ＝σL ＝σ
R ＝０とする。ＢR ＝１／Ａ（θ−ψ），τR ＝−τ
（θ−ψ）（≧０）とする。何れの場合においても受聴
者には両耳間レベル差Ａ（θ−ψ）と時間差τ（θ−
ψ）をもたらすことができる。したがって、受聴者が知
覚する音の方向は本人を中心としてθ−ψとなる。即ち
受聴者の方向ψが変化しても常に絶対的な目標方向θへ
知覚される音の方向を制御できる。
【００２３】上述した実施例の各部の処理を、コンピュ
ータによりプログラムを解読実行することにより行わせ
ることもできる。
ータによりプログラムを解読実行することにより行わせ
ることもできる。
【００２４】
【発明の効果】この発明によればスピーカと受聴者の左
右各耳近傍に設置する第１及び第２の発音源からなる空
間音響再生装置において両耳間で与えられるレベル差及
び時間差を維持または補正する手段が与えられる。よっ
て、受聴者に対して所望の方向へ音を知覚させる制御が
可能になる。両耳間差の維持によって予め制作された目
標方向へ音を知覚させることができる。両耳間差の補正
によって受聴者が移動しても絶対的な目標方向への知覚
をもたらすことができる。実施例において述べたよう
に、同一空間内で共通の音源信号について複数の受聴者
に対して実施可能な例が挙げられる。また両耳間差維持
方法や両耳間差補正方法では推定された伝達関数の時間
差を用いてスピーカに対する受聴者の方向を検出するた
め、方向検出のために検出対象となる媒体を提示した
り、方向センサ等の検出手段を受聴者に装着する必要が
なくなる。
右各耳近傍に設置する第１及び第２の発音源からなる空
間音響再生装置において両耳間で与えられるレベル差及
び時間差を維持または補正する手段が与えられる。よっ
て、受聴者に対して所望の方向へ音を知覚させる制御が
可能になる。両耳間差の維持によって予め制作された目
標方向へ音を知覚させることができる。両耳間差の補正
によって受聴者が移動しても絶対的な目標方向への知覚
をもたらすことができる。実施例において述べたよう
に、同一空間内で共通の音源信号について複数の受聴者
に対して実施可能な例が挙げられる。また両耳間差維持
方法や両耳間差補正方法では推定された伝達関数の時間
差を用いてスピーカに対する受聴者の方向を検出するた
め、方向検出のために検出対象となる媒体を提示した
り、方向センサ等の検出手段を受聴者に装着する必要が
なくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施例の機能的構成を示すブロック
図。
図。
【図２】従来の空間音響再生装置の機能的構成を示すブ
ロック図。
ロック図。
【図３】知覚位置の両耳間差による制御を説明するため
の図。
の図。
Claims (5)
- 【請求項１】 スピーカと、 受聴者の左右各耳近傍に設置する第１及び第２の発音源
と、 前記スピーカから前記受聴者左右各耳までの伝達関数を
逐次に推定する第１及び第２の適応フィルタと、 畳み込み演算係数として前記第２の適応フィルタで推定
された伝達関数が設定され、受聴者左耳へ提示する左チ
ャネル音声信号を処理する第１の畳み込み演算手段と、 畳み込み演算係数として前記第１の適応フィルタで推定
された伝達関数が設定され、受聴者右耳へ提示する右チ
ャネル音声信号を処理する第２の畳み込み演算手段と、 前記第１の畳み込み演算手段の出力から前記第２の畳み
込み演算手段の出力を減算して前記第１の発音源へ供給
する第１の減算手段と、 前記第２の畳み込み演算手段の出力から前記第１の畳み
込み演算手段の出力を減算して前記第２の発音源に供給
する第２の減算手段とを具備することを特徴とする空間
音響再生装置。 - 【請求項２】 前記第１及び第２の適応フィルタにおい
てそれぞれ推定した伝達関数相互間の時間差を検出し、
その時間差をもって受聴者が前記スピーカに対して左右
のうちいずれの方向かを決定する受聴者方向検出手段
と、 前記の決定された受聴者方向に応じて前記スピーカへ供
給すべき信号を前記左チャネル音声信号か前記右チャネ
ル音声信号のうちいずれかとし、前記第１の発音源か前
記第２の発音源のうちいずれかへの信号供給を遮断する
信号制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載
の空間音響再生装置。 - 【請求項３】 スピーカと、 受聴者の左右各耳近傍に設置する第１、及び第２の発音
源と、 前記スピーカから前記受聴者左右各耳までの伝達関数を
逐次に推定する第１、 及び第２の適応フィルタと、 畳み込み演算係数として前記第２の適応フィルタで推定
された伝達関数が設定され、受聴者左耳へ提示する音声
信号を処理する第１の畳み込み演算手段と、 畳み込み演算係数として前記第１の適応フィルタで推定
された伝達関数が設定され、受聴者右耳へ提示する前記
音声信号を処理する第２の畳み込み演算手段と、 前記第１の畳み込み演算手段の出力から前記第２の畳み
込み演算手段の出力を減算して前記第１の発音源へ供給
する第１の減算手段と、 前記第２の畳み込み演算手段の出力から前記第１の畳み
込み演算手段の出力を減算して前記第２の発音源に供給
する第２の減算手段と、 前記第１及び第２の適応フィルタにおいて推定した伝達
関数相互間の時間差を検出し、その時間差をもって前記
スピーカに対する前記受聴者の方向かを決定して音を知
覚させようとする前記受聴者方向からの相対的目標方向
を決定する手段と、 前記の決定された相対的目標方向に応じて、前記第１、
第２の畳み込み演算手段の出力の利得、遅延時間の少く
とも一方を制御する手段と、 を具備し、前記受聴者の向きの変動にかかわらず、その
向きとの音の受聴方向との相対的方向が前記相対的目標
方向になるようにされていることを特徴とする空間音響
再生装置。 - 【請求項４】 スピーカから受聴者左右各耳までの第
１、第２伝達関数を逐次に推定する過程と、 左チャネル音声信号に前記第１伝達関数を畳み込み演算
する第１畳み込み演算過程と、 右チャネル音声信号に前記第２伝達関数を畳み込み演算
する第２畳み込み演算過程と、 前記第１畳み込み演算過程の出力から前記第２畳み込み
演算過程の出力を減算して前記受聴者の左耳近傍に設置
する第１発音源へ供給する過程と、 前記第２畳み込み演算過程の出力から前記第１畳み込み
演算過程の出力を減算して前記受聴者の右耳近傍に設置
する第２発音源に供給する過程と、 推定した第１、第２伝達関数の相互間の時間差を検出し
て前記受聴者が前記スピーカに対する方向かを決定する
過程と、 前記決定された方向に応じて前記左チャネル音声信号、
前記右チャネル音声信号の両者、あるいはそのうちいず
れかを選択して前記スピーカへ供給すると共に前記第１
発音源、前記第２発音源に対する選択的信号供給、遮断
を行う過程とを有し、 前記受聴者向きの変動に拘わらず受聴音の方向が同一方
向に維持されるようにしたことを特徴とする両耳間差維
持方法。 - 【請求項５】 スピーカから受聴者左右各耳までの第
１、第２伝達関数を逐次推定する過程と、 音声信号に前記第１伝達関数を畳み込み演算する第１畳
み込み演算過程と、 前記音声信号に前記第２伝達関数を畳み込み演算する第
２畳み込み演算過程と、 前記第１畳み込み演算過程の出力から前記第２畳み込み
演算過程の出力を減じて前記受聴者の左耳近傍に位置す
る第１発音源へ供給する過程と、 前記第２畳み込み演算過程の出力から前記第１畳み込み
演算過程を減じて前記受聴者の右耳近傍に設置する第２
発音源へ供給する過程と、 前記第１、第２伝達関数相互間の時間差を求めて前記ス
ピーカに対する前記受聴者の方向を決定する過程と、 上記決定された方向と、前記受聴者に音を知覚させよう
とする方向との相対的目標方向に応じて前記第１、第２
畳み込み演算過程の出力の利得、遅延時間の少くとも一
方を制御する過程と を有し、受聴者の向きの変動に拘わらず、その向きに対
する受聴音の相対方向が一定になるようにしたことを特
徴とする両耳間差補正方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111013A JPH11308699A (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | 空間音響再生装置、その両耳間差維持方法及び両耳間差補正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10111013A JPH11308699A (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | 空間音響再生装置、その両耳間差維持方法及び両耳間差補正方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11308699A true JPH11308699A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14550192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10111013A Pending JPH11308699A (ja) | 1998-04-21 | 1998-04-21 | 空間音響再生装置、その両耳間差維持方法及び両耳間差補正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11308699A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003518890A (ja) * | 1999-12-24 | 2003-06-10 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 一体化されたマイクロホンを有するヘッドホン |
| JP2013236396A (ja) * | 2009-01-22 | 2013-11-21 | Panasonic Corp | 補聴装置 |
-
1998
- 1998-04-21 JP JP10111013A patent/JPH11308699A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003518890A (ja) * | 1999-12-24 | 2003-06-10 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 一体化されたマイクロホンを有するヘッドホン |
| JP2013236396A (ja) * | 2009-01-22 | 2013-11-21 | Panasonic Corp | 補聴装置 |
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